Berechnung des Maximalgewinns:
Ein Kaufhaus beauftragt einen Hersteller mit der Produktion von Sporthosen und -jacken. Der Hersteller disponiert für die Produktion m Baumwolle und
m Polyester. Für jede Hose werden
m Baumwolle und
m Polyester benötigt. Für jede Jacke werden
m Baumwolle und
m Polyester benötigt. Der Preis der Hose liegt bei
€ und der Preis der Jacke bei
€. Wie viele Hosen und Jacken muss der Hersteller an das Kaufhaus liefern, damit er einen maximalen Gewinn erzielen kann?
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Einschränkungen
Um die Einschränkungen festzulegen, nutzen wir eine Tabelle:
Hosen | Jacken | verfügbar | |
---|---|---|---|
Baumwolle | 1 | 1,5 | 750 |
Polyester | 2 | 1 | 1000 |
Da es sich bei der Anzahl der Hosen und Jacken um natürliche Zahlen handelt, haben wir zwei weitere Einschränkungen:
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
Wir müssen die Einschränkungen graphisch darstellen.
Da und
, nehmen wir uns den ersten Quadranten vor.
Wir stellen die Geraden ausgehend von ihren Schnittpunkten mit den Achsen dar.
Wir lösen die Ungleichung graphisch: ; dafür nehmen wir einen Punkt auf der Ebene, zum Beispiel
.
Da , befindet sich der Punkt
in der Halbebene an dem Punkt, an dem die Ungleichheit erfüllt ist.
Analog dazu lösen wir .
Der Schnittbereich der Lösungen der Ungleichungen ist die Lösung für das Ungleichungssystem, das die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen bildet.
5 Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
Die optimale Lösung, falls sie eindeutig ist, befindet sich an einem Scheitelpunkt des Bereichs; diese sind die Lösungen für die Systeme:
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion, für den wir in der Zielfunktion jeden einzelnen der Scheitelpunkte ersetzen
€
€
€ Maximum
Die optimale Lösung ist die Produktion von Hosen und
Jacken, um einen Gewinn von
€ zu erzielen.
Berechnung des Maximalgewinns:
Ein Unternehmen produziert und verkauft zwei Modelle von Lampen und
. Für deren Herstellung werden für das Modell
20 Minuten manuelle Arbeit und
Minuten manuelle Arbeit für das Modell
benötigt; für
fallen 10 Minuten und für
20 Minuten maschinelle Arbeit an. Pro Monat fallen für die manuelle Arbeit
und für die maschinelle Arbeit
Stunden an. Da der Gewinn pro Einheit bei
und
Euro für
und
liegt, muss die Produktion entsprechend geplant werden, um den Maximalgewinn zu erzielen.
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Einschränkungen
Wir geben die Zeiten in Stunden an
Um die Einschränkungen zu beschreiben, nutzen wir eine Tabelle:
L1 | L2 | Zeit | |
---|---|---|---|
Manuell | 1/3 | 1/2 | 100 |
Maschinell | 1/3 | 1/6 | 80 |
Da die Anzahl der Lampen natürliche Zahlen sind, haben wir zwei weitere Einschränkungen:
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
Wir müssen die Einschränkungen graphisch darstellen.
Da und
, nehmen wir uns den ersten Quadranten vor.
Wir stellen die Geraden ausgehend von ihren Schnittpunkten mit den Achsen dar.
Wir lösen die Gleichung graphisch: ; dazu nehmen wir einen Punkt in der Ebene, zum Beispiel
.
Der Schnittbereich der Lösungen der Ungleichungen ist die Lösung für das Ungleichungssystem, das die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen bildet.
5 Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
Die optimale Lösung, wenn sie eindeutig ist, befindet sich an einem Scheitelpunkt des Bereichs. Diese sind die Lösungen der Systeme:
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion
Wir ersetzen in der Zielfunktion jeden einzelnen der Scheitelpunkte.
€
€
€ Maximum
Die optimale Lösung ist die Herstellung von 210 Stücken von Modell und 60 von Modell
, um einen Gewinn von
€ zu erzielen.
Rechenaufgabe zur Kostenminimalisierung
Ein Transportunternehmen hat zwei Typen von LKW. Typ mit einem gekühlten Bereich von
m³ und einem ungekühlten Bereich von
m³. Typ
hat das gleiche Gesamtfassungsvermögen, mit einem Anteil an gekühltem und ungekühltem Bereich von
%. Das Unternehmen wird beauftragt, einen Transport von
m³ eines Produkts, das gekühlt werden muss und
m³ eines anderen Produkts, das keine Kühlung benötigt, durchzuführen. Der Preis pro Kilometer mit einem LKW vom Typ
beträgt
€ und mit einem LKW vom Typ
€. Wie viele LKW von jedem Typ müssen eingesetzt werden, damit die Gesamtkosten minimal bleiben?
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Bedingungen
A | B | Gesamt | |
---|---|---|---|
Gekühlt | 20 | 30 | 3000 |
Ungekühlt | 40 | 30 | 4000 |
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
5 Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion
Da und
natürliche Zahlen sein müssen, runden wird den Wert für
.
Wir sehen nun, welchen Wert für
in der Gleichung
einnimmt, der zum Bereich der durchführbaren Lösungen gehört;
. Wir erhalten eine natürliche Zahl
Die Minimalkosten liegen bei € für
und
Decken von Mindestausgaben berechnen
Auf einer Hühnerfarm soll das Futter der Hühner umgestellt werden, damit diese schneller wachsen. Sie erhalten eine Mischung aus Einheiten einer Substanz
und weitere
Einheiten einer anderen Substanz
. Auf dem Markt sind nur zwei Arten von Zusammensetzungen erhältlich: Typ
mit einer Zusammensetzung aus einer Einheit von
und
von
. Der andere Typ,
, ist eine Zusammensetzung aus fünf Einheiten von
und einer Einheit von
. Der Preis für Typ
liegt bei
Euro und für Typ
bei
€. Welche Menge muss von jedem Typ gekauft werden, um die minimalen Kosten zu decken?
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Bedingungen
X | Y | Minimum | |
---|---|---|---|
A | 1 | 5 | 15 |
B | 5 | 1 | 15 |
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
5 Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion
Minimum
Die minimalen Kosten liegen bei € für
und
.
Berechnen eines Maximalgewinns
Zu Beginn des neuen Schuljahres sollen Schulmaterialien angeboten werden. Ein Kaufhaus möchte Hefte,
Mappen und
Kugelschreiber anbieten, die auf zwei unterschiedliche Arten verpackt werden. Im ersten Paket sind
Hefte,
Mappe und
Kugelschreiber. Im zweiten Paket sind
Hefte,
Mappe und
Kugelschreiber. Die Preise für die Pakete liegen bei jeweils bei
und
€. Wie viele Pakete müssen von jeder Art verkauft werden, damit der Maximalgewinn erzielt werden kann?
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Einschränkungen
P1 | P2 | Verfügbar | |
---|---|---|---|
Hefte | 2 | 3 | 600 |
Mappen | 1 | 1 | 500 |
Kugelschreiber | 2 | 1 | 400 |
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
5 Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion
€
€
€ Maximum
Die optimalen Lösungen sind 150 und 100
, damit
€ erzielt werden können.
Berechnen eines Maximalgewinns:
Ein Kaufhaus möchte Hemden und
Hosen aus der vergangenen Saison abverkaufen. Dazu gibt es zwei Angebote
und
. Angebot
besteht aus einem Set aus einem Hemd und einer Hose und wird für
€ angeboten. Angebot
besteht aus einem Set aus drei Hemden und einer Hose und wird für
€ angeboten. Es sollen nicht weniger als
Set von Angebot
angeboten werden und auch nicht weniger als
von Angebot
. Wie viele müssen von jedem Set verkauft werden, damit der Maximalgewinn erzielt werden kann?
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Einschränkungen
A | B | Minimum | |
---|---|---|---|
Hemden | 1 | 3 | 200 |
Hosen | 1 | 1 | 100 |
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
5 Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion
€
€
€
€ Maximum
Mit 50 Sets von jedem Typ wird ein Maximalgewinn von € erzielt.
Berechnen eines Maximalgewinns:
Es werden g einer pharmazeutischen Substanz für die Herstellung von großen und kleinen Tabletten benötigt. Die großen Tabletten wiegen
g und die kleinen
g. Es werden mindestens drei große Tabletten benötigt und mindestens doppelt so viele kleine wie große. Jede große Tablette erzielt einen Gewinn von
€ und die kleine von
€. Wie viele Tabletten müssen jeweils hergestellt werden, damit der Maximalgewinn erzielt werden kann?
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Einschränkungen
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
5 span> Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion
€
€
€ Maximum
Der Maximalgewinn liegt bei € und wird durch
große Tabletten und
kleine Tabletten erzielt.
Berechnen der kostengünstigsten Option
Eine Schule bereitet einen Ausflug für Schüler vor. Das Transportunternehmen hat
Busse mit
Plätzen und
mit
Plätzen, aber nur
Fahrer. Die Miete für einen Reisebus beträgt
€, für einen kleinen Bus
€. Berechne, wie viele Busse von jedem Typ benötigt werden, damit der Ausflug für die Schule so günstig wie möglich ist.
1 Auswahl der Unbekannten.
2 Zielfunktion
3 Einschränkungen
4 Wir bestimmen die Gesamtheit der durchführbaren Lösungen
5 Wir berechnen die Koordinaten der Scheitelpunkte des Bereichs der durchführbaren Lösungen.
6 Wir berechnen den Wert der Zielfunktion
€
€
€ Minimum
Der Mindestpreis liegt bei €, und man benötigt
große Busse und
kleine Busse.